陳柏霖的初戀是發生在17歲時，在那之後他還談了多次戀愛，截止到2022年4月，他與現任女友庭萱已經交往10年左右，不過還壹直未有結婚消息傳出。
陳柏霖算是壹個長情的人，他對每段感情都投入自己百分百的真心，例如他與Gina將近六年的純純初戀，雖然期間分分合合數次，但陳柏霖從未表示過對女方的不滿，他徹底對Gina死心，也是因為對方已經完全放下與自己的這段感情，投入新感情生活中。在初戀後，陳柏霖先後與宋智孝、桂綸鎂等人傳出緋聞，但壹直未得到本人證實，而他感情中最被網友津津樂道的壹段，是與Mandy的戀情。網友在事後評價這段感情，只用了壹句話，剃頭挑子壹頭熱。
在兩人戀情之初，陳柏霖在娛樂圈的地位與資源要明顯高Mandy很多，網友都紛紛吐糟Mandy並不是真心愛他，而是想要利用他，但陳柏霖卻不在乎這些，他頂著所有壓力，堅定不移地走到Mandy身邊，後來Mandy因為事業發展，從臺灣轉移陣地到香港，陳柏霖也不管不顧跟了上去，完全不考慮自己事業發展，可是單方面的愛情不可能長久，在兩人到達香港不久後，陳柏霖就被對方甩了，這段感情讓陳柏霖很長時間沒有走出失戀陰影。
在很長時間之後，他遇到了Popu Lady成員庭萱，兩人相識相愛多年，可能是受到之前影響，這壹次陳柏霖非常低調，很少在公開場合談論自己的女友，只是從他偶爾蹦出來的字句中，可以看出他對女友的寵溺與愛。雖然兩人還沒將結婚提上日程，但相愛的人最終壹定會在壹起，筆者真心希望這壹次陳柏霖能夠順利找到壹生伴侶，相攜到老。